Открыть сервисСервис

Популяция в биологии

Популяция — это совокупность особей одного вида, обитающих на определённой территории, свободно скрещивающихся между собой и дающих жизнеспособное потомство. Популяция является основной элементарной единицей вида и основной единицей микроэволюции. Термин «популяция» (от лат. populus — «народ») в биологический оборот ввёл в 1920-е годы английский генетик Рональд Фишер.

Основные признаки

Для того чтобы группа особей считалась популяцией, должны выполняться несколько условий:

  • принадлежность к одному виду;
  • обитание на общей территории (ареале) или в едином водоёме;
  • относительная изоляция от других групп того же вида;
  • свободное скрещивание между особями (панмиксия или близкая к ней структура);
  • общая генофондная линия — гены передаются между особями, формируя единый генофонд.

Популяция — это не просто механическое скопление особей. Она обладает собственными свойствами, которых нет у отдельно взятой особи: численность, плотность распределения, возрастной и половой состав, динамика численности, генетическая структура.

Структура популяции

Популяция имеет несколько уровней организации:

  • Агрегации — скопления особей, возникающие стихийно (например, скопление птиц у корма). Не имеют постоянного состава.
  • Демопопуляция — группа особей, между которыми реально происходит обмен генами. Именно этот уровень считается истинной биологической популяцией.
  • Метапопуляция — совокупность локальных популяций, обитающих на разобщённых участках ареала и связанных между собой миграцией особей.

Классификация

По характеру размножения выделяют:

  • Панмиксные популяции — особи свободно скрещиваются, генотипические частоты распределяются равномерно.
  • Популяции с групповым размножением — скрещивание происходит внутри небольших групп (например, гаремов).
  • Популяции с моногамией — постоянные пары.

По степени генетической однородности различают:

  • Мономорфные — низкое генетическое разнообразие.
  • Полиморфные — высокое разнообразие аллелей и фенотипов.

По состоянию численности:

  • Стабильные — численность колеблется около среднего значения.
  • Сокращающиеся — численность неуклонно падает (часто в результате деятельности человека).
  • Растущие — численность увеличивается (например, при расселении в новые территории).

Генетическая структура

Ключевое понятие популяционной генетики — генофонд (ген-пул) популяции — это совокупность всех аллелей, содержащихся в гаметах особей данной популяции. Генофонд характеризуется частотой аллелей и генотипов, соотношением гомозигот и гетерозигот.

В 1908 году британский математик Годфри Харди и немецкий врач Вильгельм Вайнберг независимо друг от друга сформулировали принцип, ставший фундаментом популяционной генетики: в большой популяции при свободном скрещивании и отсутствии эволюционных факторов частоты генов и генотипов остаются постоянными от поколения к поколению. Нарушение равновесия Харди — Вайнберга свидетельствует о действии отбора, дрейфа генов, мутаций или неравномерного скрещивания.

Динамика численности

Численность популяции определяется соотношением рождаемости и смертности, а также миграции (иммиграции и эмиграции). Различают:

  • Биотический потенциал — максимальная способность к размножению при идеальных условиях.
  • Сопротивление среды — совок факторов, ограничивающих рост (пища, хищники, болезни, климат).

При росте численности сопротивление среды усиливается, и рост сдерживается. В природе популяции редко растут экспоненциально дольше одного-двух поколений.

Роль в эволюции

Популяция — единица, в которой непосредственно действует естественный отбор. Мутации возникают в отдельных особях, но закрепляются в генофонде популяции. Именно изменение частот аллелей в популяции со временем приводит к видообразованию.

Применение понятия

Понятие популяции активно используется в медицине (популяционная статистика, эпидемиология), экологии (оценка состояния видов, охрана редких видов), сельском хозяйстве (селекция, племенное разведение), генетике человека (изучение наследственных заболеваний).

Источники

Заметили ошибку или не согласны с информацией в статье? Напишите нам support@bfometr.ru